小米營(yíng)養(yǎng)成分研究進(jìn)展

屈凌波，劉金榮，張康逸

（1. 鄭州大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，河南鄭州 450000；2. 安陽(yáng)農(nóng)科院谷子研究所，河南安陽(yáng) 455000；3. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究中心，河南鄭州 450000）

0 引言

經(jīng)濟(jì)發(fā)展改善了人民的生活質(zhì)量，但隨著生活壓力的增大、運(yùn)動(dòng)的缺乏及高熱高脂食品的攝入，以高血糖、高血壓及高血脂為代表的“富貴病”，已經(jīng)成為危害人們健康的重要疾病。其中，不良的飲食結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致人們產(chǎn)生這類疾病的主要原因，因此通過調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，改變飲食中各種功能物質(zhì)的占比，進(jìn)而改善這一狀況變得刻不容緩[1]。在這種健康飲食觀念的鼓勵(lì)下，小米作為我國(guó)最古老的谷物之一，受到許多消費(fèi)者的青睞，不但營(yíng)養(yǎng)豐富，而且具有一定的保健功能。

粟，又稱谷子、小米，是起源于我國(guó)的古老農(nóng)作物[2]。我國(guó)是世界上谷子種植面積最大的國(guó)家，2021 年我國(guó)谷子種植面積為811.5 khm2[3]。谷子脫殼后稱為小米，也稱粟米。與小麥粉和稻米等主糧相比，小米不僅富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還含有豐富酚類、活性肽、類胡蘿卜素、低聚糖等功能活性成分，具有降血糖、降血脂、降血壓等多種保健功能[4]。

1 小米的營(yíng)養(yǎng)成分

有研究表明，小米的碳水化合物含量63.2 g/100 g，較小麥低11.0%，較大米低16.9%；脂肪含量4.0 g/100 g，是小麥的2.00倍，大米的1.48倍；粗纖維含量6.7g/100g，是小麥的3.35 倍，大米的6.70 倍；鐵含量2.8 mg/100 g，為大米的4 倍[5]；維B1含量是小麥粉的1.65 倍，稻米的2.20 倍；維B2含量是小麥粉的1.67 倍，稻米的2.50 倍；維E 含量是小麥粉的5.50 倍，稻米的8.44 倍[6]。

1.1 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是小米的主要營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)蛋白質(zhì)的含量也影響小米的品質(zhì)、口感，而且小米蛋白作為一種低致敏性蛋白更適合嬰兒食用。劉建壘等人[7]從全國(guó)11 個(gè)谷子主產(chǎn)省份收集了103 個(gè)2020 年新收獲的主推谷子品種樣品，對(duì)46 個(gè)品種樣品進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量為8.7～13.7 g/100 g，平均值為10.4 g/100 g。39.81%的樣品蛋白質(zhì)含量為10～11 g/100 g。其中，山西、寧夏、陜西和新疆的谷子樣品蛋白質(zhì)含量的平均值最高，而河南、遼寧、吉林谷子蛋白含量的平均值最低，而楊延兵等人[8]報(bào)道了全國(guó)270 個(gè)谷子品種的蛋白質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（11.18±1.14） g/100 g，田翔等人[9]測(cè)定的全國(guó)191 份谷子蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.82～16.63 g/100 g，平均值為13.05 g/100 g，測(cè)定結(jié)果較劉建壘等人測(cè)定的結(jié)果偏高，可能是因?yàn)椴煌贩N和產(chǎn)地造成的。馮耐紅等人[10]對(duì)10 種山西主推優(yōu)質(zhì)谷子品種碾成的小米的蛋白質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明小米蛋白變化范圍為11.43～13.72 g/100 g，與劉建壘等得出的結(jié)果一致，表明山西等地的小米蛋白質(zhì)含量較高。

1.2 脂肪

小米主要含有油酸、棕櫚酸、亞油酸及少量的亞麻酸。飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸分別占總脂肪酸的25.6%和74.4%。高占比的不飽和脂肪酸增加了小米的健康益處潛力。劉建壘等人[7]得出了小米的脂肪含量為1.5～5.5 g/100 g，平均值為3.3 g/100 g，約有44.66%的樣品脂肪含量分布在3～4 g/100 g。其中，山西、寧夏、陜西和山東的谷子樣品脂肪含量的平均值最高，而黑龍江和遼寧谷子脂肪含量的平均值最低。X S Yang 等人[11]調(diào)查了全國(guó)6 個(gè)省份的259 份小米樣品的脂肪，發(fā)現(xiàn)小米脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.82%～4.47%，平均值為3.64%，測(cè)定結(jié)果較劉建壘等人得出的高，而楊延兵等人[8]通過對(duì)全國(guó)270 個(gè)谷子品種進(jìn)行脂肪含量測(cè)定后，認(rèn)為產(chǎn)地對(duì)小米脂肪含量并無(wú)顯著影響。通常研究認(rèn)為高海拔、黃土類型土壤有利于脂肪的積累。

1.3 膳食纖維

植物來源的膳食纖維對(duì)食用高升糖指數(shù)的食物后維持血糖平穩(wěn)具有重大的影響?？扇苄远嗵强梢酝ㄟ^細(xì)菌酶的作用在小腸和大腸中代謝，代謝產(chǎn)物有助于促進(jìn)消化并維持結(jié)腸中微生物的健康發(fā)展。膳食纖維作為一種生物活性化合物，因良好的功能性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在營(yíng)養(yǎng)相關(guān)領(lǐng)域備受歡迎。劉建壘等人[7]得出103 個(gè)小米樣品總膳食纖維為2.02～5.16 g/100 g 的結(jié)論，平均值為3.22 g/100 g；2～3 g/100 g 的樣品數(shù)量最多，占比46.60%，寧夏、吉林、遼寧和新疆的谷子樣品總膳食纖維含量的平均值最高，均超過3.70 g/100 g；河南和河北谷子總膳食纖維含量的平均值最低，均在2.90 g/100 g 以下[7]。根據(jù)梁克紅等人[1]的報(bào)道，我國(guó)5 個(gè)地區(qū)7 個(gè)品種小米膳食纖維含量的區(qū)間為1.30～2.91 g/100 g，且品種對(duì)膳食纖維的影響不顯著。此外，有報(bào)道稱小米中的膳食纖維以不溶性膳食纖維為主，占總膳食纖維含量的74%～98%[12]。

1.4 維生素

小米中維生素含量多且種類豐富，主要有維B1、維B2、維E、葉酸等。通過對(duì)全國(guó)103 個(gè)小米樣品進(jìn)行測(cè)定后發(fā)現(xiàn)維B1含量為0.129～0.353 mg/100 g，平均值為0.237 mg/100 g，0.20～0.25 mg/100 g的樣品數(shù)量最多，占比45.63%；維B2含量為0.052～0.141 mg/100 g，平均值為0.080 mg/100 g，0.06～0.08 mg/100 g 的樣品數(shù)量最多，占比46.60%[7]。劉曉輝等人[13]分析了吉林省240 個(gè)小米品種的維B1和維B2含量，發(fā)現(xiàn)小米中維B1含量為4.77～6.81 μg/g，平均含量為5.57 μg/g；維B2含量為0.81～1.68 μg/g，平均含量為1.00 μg/g。上述研究中，吉林省小米中維B1和維B2的含量均遠(yuǎn)高于全國(guó)平均含量。

劉敏軒等人[4]通過測(cè)定200 種小米中的維E 含量發(fā)現(xiàn)小米維E 總量呈正態(tài)分布，主要分布為43.93～93.34 μg/g，主要包含α - 維E、β - 維E、γ - 維E、δ - 維E。李國(guó)營(yíng)等人[14]則認(rèn)為小米維E 總含量主要分布在36.00～72.00 μg/g。閆陸飛[15]對(duì)302 份小米籽粒的總?cè)~酸進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)晉中生態(tài)區(qū)的小米葉酸平均含量為1.28 μg/g，晉南生態(tài)區(qū)的小米葉酸平均含量1.21 μg/g。維生素含量與小米自身的品種、種植地點(diǎn)、米色有關(guān)外，也可能是由測(cè)定方法不同所導(dǎo)致的。

1.5 礦物質(zhì)

劉建壘等人[7]，趙閃閃等人[16]和馮利芳[17]分別對(duì)全國(guó)小米103 個(gè)樣品，遼寧地區(qū)3 份小米樣品和內(nèi)蒙古地區(qū)44 份小米進(jìn)行了報(bào)道，其中全國(guó)小米103 個(gè)樣品Ca 含量平均值為198 mg/Kg，遼寧地區(qū)3 份小米樣品Ca 含量為40.2～140.0 mg/kg，內(nèi)蒙古地區(qū)44 份小米樣品Ca 含量為120.9～344.7 mg/kg。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可看出，小米的Ca 含量受品種和地區(qū)的影響特別大。其中，全國(guó)小米103 個(gè)樣品Mg，P，K 和Na 含量平均值分別為198，2 267，4 771，4 024，118 mg/kg。遼寧地區(qū)3 份小米樣品Mg含量為1 151～1 755 mg/kg，F(xiàn)e含量為79.9～134.0 mg/kg，Zn 含量為16.2～30.6 mg/kg，Cu 含量為2.2～4.4 mg/kg。內(nèi)蒙古地區(qū)44 份小米的礦物元素中Mg含量為405.5～1 306.7 mg/kg，F(xiàn)e 含量為7.69～31.07 mg/kg，Zn 含量范圍為15.10～46.26 mg/kg，Cu 含量范圍為2.06～5.81 mg/kg。在礦物質(zhì)中，Mg，F(xiàn)e 含量差別較大，而Zn 和Cu 的含量受影響較小。

有關(guān)小米中Se 含量的報(bào)道較多，劉三才等人[18]與劉建壘等人[7]研究表明全國(guó)谷子Se 含量較為一致，平均值為0.053 mg/kg，而在不同地區(qū)Se 含量的比較中產(chǎn)生了差異。M X Liu 等人[19]測(cè)定了200 份谷子發(fā)現(xiàn)谷子中的Se 含量平均值為0.100 mg/kg；山西的小米品種Se 含量最高，內(nèi)蒙古的小米品種Se 含量最低。小米中礦物元素的含量與土壤、品種等因素相關(guān)[20]，此外小米在栽培過程中可通過添加外源礦物質(zhì)增加小米中礦物質(zhì)的積累[3]?？傊?，小米品種、種植地及環(huán)境均會(huì)影響小米中礦物質(zhì)的積累。

1.6 酚類

酚類物質(zhì)是植物中一種重要的抗氧化物質(zhì)，包括游離酚和結(jié)合酚。酚類在預(yù)防癌癥、心血管疾病和2 型糖尿病方面起著重要作用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)小米中游離酚和結(jié)合酚進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，不同種植地小米之間的酚類物質(zhì)含量差異較大。例如，國(guó)內(nèi)小米中游離酚含量為161.86～224.47 mg阿魏酸當(dāng)量（FAE） /kg DW（干基）；結(jié)合酚含量相為170.69～294.75 mg FAE/kg DW[21]。印度小米中游離酚含為15.92～17.37 μmol FAE/g、結(jié)合酚含量為2.99～4.17 μmol FAE/g[22]。大多數(shù)研究更支持結(jié)合酚含量高于游離酚的結(jié)論。張玲艷[12]的研究顯示，小米總酚含量變化范圍為312.91～671.09 mg 沒食子酸當(dāng)量（GAE） / 100 g DW，游離酚含量?jī)H占總酚含量的9%～32%。有研究報(bào)道結(jié)合酚最高可占總酚含量的95%[23]。品種對(duì)小米中的多酚含量也有較大影響，如晉谷28 種總酚含量只有晉谷68.98%[24]。不同小米之間的酚類化合物的種類也有差異。有研究表明，小米中的游離酚主要為羥基肉桂酸亞精胺、山奈酚糖苷和芹菜素糖苷；結(jié)合酚主要為阿魏酸為主，且存在阿魏酸二聚體。有研究認(rèn)為，小米中的游離酚以咖啡酸和芥子酸為主；結(jié)合酚酸以阿魏酸和對(duì)香豆酸為主[22]。L Z Zhang 等人[24]研究發(fā)現(xiàn)，小米中結(jié)合態(tài)綠原酸、對(duì)香豆酸和阿魏酸的含量明顯高于對(duì)應(yīng)的游離態(tài)，而丁香酸僅以游離形式存在。

2 結(jié)語(yǔ)

通過比較不同品種及產(chǎn)地的小米中蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、酚類、維生素及礦物質(zhì)的含量發(fā)現(xiàn)，山西種植的小米蛋白質(zhì)和脂肪的含量較高；寧夏、吉林、遼寧和新疆的谷子樣品總膳食纖維含量的平均值較高；東北平原和西北內(nèi)陸小米的α - 維E 的含量較高，且黑色、褐色子粒維E 及各組分的含量均高于其他粒色；針對(duì)酚類化合物中游離酚和結(jié)合酚研究差異性較大，但通常研究認(rèn)為小米中的多酚以結(jié)合酚的形式存在。目前，各種研究表明小米中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與品種和產(chǎn)地具有一定的關(guān)系，但是關(guān)系依舊不夠明確。因此，明確營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與產(chǎn)地和品種的具體關(guān)系是下一步研究的重點(diǎn)。